Eles já habitaram o fundo do mar e foram constantemente enterrados:Microorganismos nos sedimentos subterrâneos no fundo do Mar da Arábia revelam detalhes das flutuações no clima e nas condições ambientais nos últimos 52, 000 anos.

Os sedimentos abaixo do fundo do mar abrigam comunidades microbianas que sobrevivem lá apesar da falta de luz e oxigênio. Muitos dos micróbios pertencem a gêneros que viveram diretamente no fundo do mar, e foram progressivamente soterrados por sedimentos acumulados. Mas suas vias metabólicas se adaptaram às mudanças nas condições. Contudo, essas células agora crescem e se dividem muito lentamente, e estão, conseqüentemente, sob seleção fraca. Professor William Orsi do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da LMU, em colaboração com uma equipe internacional de pesquisadores, agora deu uma olhada mais de perto na vida microbiana em núcleos sedimentares do Mar da Arábia. A investigação revela que o metabolismo de um subconjunto desses microrganismos reflete a história do clima nessa região. As novas descobertas, que aparecem no jornal online Nature Scientific Reports , também sugerem como as comunidades microbianas nos oceanos podem reagir ao aquecimento global.

O Mar da Arábia abriga a maior Zona Mínima de Oxigênio do mundo, em que os níveis de oxigênio dissolvido são extremamente baixos. Como resultado, a taxa de oxidação da matéria orgânica na OMZ é drasticamente reduzida. Surpreendentemente, Contudo, o carbono orgânico é enriquecido apenas em camadas sedimentares específicas, que são separados por estratos intermediários que contêm muito pouco material orgânico. Estudos anteriores mostraram que esta distribuição está correlacionada com repetidas - e em termos geológicos muito rápidas - oscilações na temperatura da água:a água quente contém menos oxigênio dissolvido, o que permite que níveis mais elevados de substâncias orgânicas se acumulem nos sedimentos. De fato, sedimentos que contêm grandes concentrações de matéria orgânica foram depositados em períodos em que a temperatura média da água aumentou cerca de 5 ° C no espaço de algumas décadas.

Para explorar os efeitos dessas oscilações de temperatura nas comunidades microbianas dentro desses sedimentos, os pesquisadores recuperaram um núcleo de 13 m que cobre os últimos 52, 000 anos de deposição, e analisou o DNA presente em diferentes seções do núcleo. "Essa tela nos permitiu caracterizar a composição da sequência do DNA em diferentes níveis nos sedimentos e datá-los com uma precisão de 100 anos, "Orsi explica. Os dados da sequência, por sua vez, fornecem insights sobre as capacidades metabólicas dos microrganismos enterrados nos sedimentos. A análise revelou que as atividades metabólicas de 10 a 15% dos grupos bacterianos representados em sua amostra central refletem as condições climáticas prevalecentes no momento em que os sedimentos foram depositados. Este subconjunto consiste principalmente nos chamados grupos desnitrificantes e de oxidação de enxofre. Os desnitrificantes obtêm sua energia metabólica a partir da conversão de nitratos em nitrogênio molecular gasoso e óxidos nítricos. "Independentemente da profundidade e do nível de nitrato, os desnitrificadores entre nossos grupos de indicadores ocorrem principalmente em sedimentos ricos em matéria orgânica, e, portanto, foram depositados durante os períodos mais quentes. Eles aparentemente obtêm a maior parte de sua energia das reações de fermentação, "Orsi explica." Eles eram obviamente muito sensíveis às flutuações de temperatura, pois estão ausentes em sedimentos que contêm quantidades reduzidas de carbono orgânico. Então, isso nos diz, pela primeira vez, que as oscilações climáticas rápidas têm claramente uma influência na diversidade de bactérias desnitrificantes. "

Os resultados também permitem aos pesquisadores inferir como os microrganismos marinhos tendem a reagir a futuras mudanças no clima. Nos últimos 50 anos, os níveis de oxigênio dissolvido nos oceanos têm mostrado tendência a cair. Bactérias desnitrificantes em OMZs têm esgotado o nitrogênio do ecossistema e convertido no gás de efeito estufa óxido nitroso (N2O), que contribui para o aquecimento global. "Nossos dados demonstram que, à medida que o nível de oxigênio na água cai - o que sinaliza uma tendência de aquecimento - a prevalência relativa de desnitrificadores aumenta. Além disso, a composição de suas espécies mudou completamente desde a última Idade do Gelo, "Orsi diz. Isso poderia contribuir potencialmente para um mecanismo de feedback climático." Ele e seus colegas agora planejam estender seus estudos a outras regiões dos oceanos, a fim de testar a robustez de seus dados do Mar da Arábia.